Бетон на основе CO2 может построить чисто-отрицательное будущее

В мире с растущим населением и соответствующим быстро расширяющимся строительным сектором, как нам не допустить, чтобы строительство домов нанесло ущерб нашему климату? Бетон является вторым наиболее потребляемым материалом на Земле, но на его ключевой ингредиент, цемент, приходится 7% глобальных антропогенных выбросов CO2. Ответ может прийти откуда-то из воздуха — строительных материалов, полученных из CO2, — пишет Ева Поуп, технологический аналитик IDTechEx

В новом отчете IDTechEx «Утилизация углекислого газа в 2024–2044 годах: технологии, прогнозы рынка и игроки» исследуются множество способов повышения эффективности улавливания углекислого газа для создания полезных продуктов. Среди них строительные материалы, полученные из CO2, показали особую перспективу благодаря улучшению производительности и экономической конкурентоспособности, а также преимуществам устойчивого развития. IDTechEx прогнозирует, что к 170 году более 2 миллионов тонн уловленного CO2044 будет использовано в строительных материалах.

Углекислый газ можно использовать в производстве бетона тремя различными способами: впрыскивание CO2 во время отверждения сборного железобетона, впрыскивание CO2 во время смешивания товарного бетона и образование карбонатных заполнителей/добавок.

Указаны этапы производства бетона с указанием возможностей утилизации (CO2U) и улавливания углерода (CC). Источник: IDTechEx

В отличие от некоторых других путей утилизации углекислого газа, таких как переход на электронное топливо, который требует большого количества энергии и зеленого водорода (часто непомерно дорогого), базовая химия минерализации, лежащая в основе поглощения CO2 при производстве бетона, термодинамически предпочтительна и требует меньше энергии. -интенсивный, поскольку образуются устойчивые карбонаты металлов. Эти карбонаты фактически представляют собой постоянное связывание CO2, поэтому строительные материалы, полученные из CO2, одновременно используются для утилизации и хранения углекислого газа. Этот процесс совместим со многими различными источниками CO2.

Валоризация отходов

Помимо отработанного CO2, потоки твердых отходов также могут быть переработаны в новый бетон с использованием химии минерализации CO2 с образованием карбонатов. Например, среди производителей бетона, получаемого из CO2, есть швейцарская компания Neustark, которая использует реакцию CO2 с разрушенным бетоном для хранения углекислого газа и производства бетонного заполнителя. Другой производитель заполнителей, британская компания OCO Technology, вместо этого использует CO2 и отходы промышленных термических процессов. Тем временем гигант строительных материалов Heidelberg Materials продолжает исследования и разработки по переработке бетона с использованием CO2 для получения заменителя цемента. Стальной шлак исследуется такими компаниями, как Carbonaide и CarbiCrete, в качестве замены цемента при отверждении с помощью CO2. Дополнительный доход может быть получен за счет платы за утилизацию отходов, при этом некоторые конкретные игроки, использующие выбросы CO2, сообщают, что уже достигли ценового паритета с традиционными игроками.

Ускорение внедрения

Производство бетона, как правило, является низкорентабельным, и готовность платить «зеленую надбавку» низкая. Таким образом, широкое внедрение бетона, полученного из CO2, будет зависеть от игроков в области технологий утилизации CO2, создающих простые в освоении решения, которые минимально нарушают существующие производственные процессы. При отверждении с использованием CO2 некоторые игроки нацелились на модернизируемые камеры отверждения. В других странах также коммерциализируются готовые к использованию и мобильные решения.

Реклама

В 2023 году было выпущено несколько стандартов ASTM, касающихся отверждения с использованием CO2, что повысило уверенность в безопасности и качестве сборного железобетона, полученного из CO2. Хотя многие строительные материалы, полученные из CO2, еще не достигли ценового паритета с обычным бетоном, некоторые клиенты готовы платить больше из-за улучшенных характеристик (например, более высокой прочности и улучшенной эстетики).

Выход за пределы чистого нуля

Прямое поглощение CO2 бетоном может быть нетто-нулевым процессом, если углекислый газ поступает из точечного ископаемого источника (например, угольной электростанции), или нетто-отрицательным процессом, если используется биогенный или прямой улавливание CO2 из воздуха. В 2023 году в результате сотрудничества компании Heirloom, занимающейся прямым улавливанием воздуха (DAC), и производителя бетона, производящего CO2, CarbonCure впервые удалось сохранить CO2, уловленный из окружающего воздуха, в бетон.

Но является ли бетон, полученный из CO2, по-прежнему отрицательным, если принять во внимание выбросы CO2 при производстве цемента? Образование карбонатов металлов во время минерализации CO2 может повысить прочность бетона и уменьшить количество необходимого цемента. Альтернативно, некоторые карбонатные добавки могут выступать в качестве дополнительных вяжущих материалов и заменять цемент. Таким образом, согласно анализу игроков IDTechEx, некоторые из них могут производить бетонные изделия с отрицательным выбросом углерода. Постоянное хранение CO2 в бетоне позволяет игрокам продавать дорогостоящие кредиты на удаление углекислого газа на добровольном углеродном рынке.

Данные об углеродном следе 12 производителей бетона, производящего CO2. Источник: IDTechEx

Путь вперед

Хотя производство бетона, полученного с использованием CO2, обходится дороже, чем производство обычного бетона, доход можно получить за счет платы за утилизацию отходов и продажи углеродных кредитов, при этом некоторые игроки уже сообщают о достижении ценового паритета. В будущем более сильная нормативная поддержка (например, повышение цен на выбросы углерода) еще больше ускорит внедрение: по прогнозам IDTechEx, более 170 миллионов тонн уловленного CO2 будет использовано в строительных материалах к 2044 году. Поскольку решения по улавливанию углерода для цементных печей продолжают развиваться, CO2 может быть получен при производстве цемента, создавая циркулярное решение.

Чтобы узнать больше о новом отчете IDTechEx «Утилизация углекислого газа в 2024–2044 годах: технологии, прогнозы рынка и игроки», включая загружаемые примеры страниц, посетите сайт www.IDTechEx.com/CO2U.

Для получения дополнительной информации о портфеле исследований рынка CCUS (улавливание, утилизация и хранение) IDTechEx, пожалуйста, обратитесь к IDTechEx «Рынки улавливания, использования и хранения углерода (CCUS) 2023-2043» и «Рынки удаления диоксида углерода (CDR) 2023». -2040: Технологии, игроки и прогнозы».

О IDTechEx

IDTechEx направляет ваши стратегические бизнес-решения с помощью своих продуктов для исследований, подписки и консультирования, помогая вам получать прибыль от новых технологий. За дополнительной информацией обращайтесь [электронная почта защищена] или посетите сайт www.IDTechEx.com.

Поделиться этой статьей: